Khám phá 'nội thất' vi xử lý Digic 4

Digic 4 là bộ vi xử lý hình ảnh số là dòng chip xử lý tín hiệu, đồng thời là khối điều khiển trung tâm sử dụng trong máy ảnh và camera số của Canon.

Digital Imaging Core (bộ vi xử lý hình ảnh số), thường được biết đến với tên viết tắt là Digic hay DiG!C, là dòng chip xử lý tín hiệu đồng thời là khối điều khiển trung tâm sử dụng trong các máy ảnh và camera kĩ thuật số của Canon. Dòng chip Digic thế hệ đầu được sử dụng từ năm 2005 trên Powershot A520, S1 IS và một số máy ảnh khác của Canon. Thực ra, đây là 3 chip xử lý riêng biệt với 3 tính năng: xử lý video, xử lý hình ảnh và điều khiển trung tâm. Kể từ thế hệ hai, Canon đã thiết kế tích hợp cả 3 tính năng này trên một bản silicon duy nhất nhằm giảm kích thước chip, tăng tốc độ đường truyền cũng như tăng khả năng giải mã tín hiệu. Dòng chip Digic II được ưu ái sử dụng trong một số máy ảnh compact đắt tiền cũng như các máy DSLR, chẳng hạn Canon EOS 400D hay EOS 5D. Tốc độ ghi dữ liệu lên thẻ nhớ của chip đạt khoảng 5,8 MB/giây. Kể từ thế hệ ba, chip Digic được lắp trên đa số các máy du lịch, kể cả loại rẻ tiền cho tới các máy DSLR chuyên nghiệp. Dòng máy EOS-1D Mark III và EOS-1Ds Mark III thậm chí được trang bị tới hai chip Digic III cho tốc độ cao và dải màu uyển chuyển đáng kinh ngạc.

Vi xử lý thế hệ mới nhất Digic 4 được Canon giới thiệu vào năm 2008, có những tính năng nổi trội hơn nhiều so với các "tiền bối" trước đó. Trước tiên là khả năng xử lý tín hiệu số cực nhanh, cho phép hỗ trợ sensor có độ phân giải cao hơn. Tăng cường các thuật toán khử nhiễu nhằm hạn chế tối đa các chi tiết giả trên ảnh. Ngoài ra, hỗ trợ file RAW với độ sâu màu 14 bit song song với tính năng nhận diện khuôn mặt nhanh và chính xác hơn. Các máy mang chip Digic 4 hỗ trợ ghi file video chuẩn Full HD 1080p code H.264.

Nhưng bên trong chip Digic 4 có những gì?

Đối tượng để "vọc" là Canon IXY Digital 920 IS hay còn gọi là Canon IXUS 870 IS, máy ảnh compact thế hệ mới của Canon sử dụng vi xử lý DIGIC 4. Các ảnh chụp thử cho thấy Canon đã sử dụng giải thuật liên quan đến màu sắc để xây dựng tính năng nhận diện khuôn mặt.

Một mặt của bo mạch chính.

Các motor điều khiển ống kính, cảm biến ảnh CCD cỡ 1/2,3 inch.

Tụ điện cao thế, bo mạch tăng áp và đèn flash của máy.

Toàn bộ các thành phần của máy sau khi tháo dỡ thành công.

Bức ảnh thu được khi chiếu X-quang lên mặt chip Digic 4. Digic 4 có cấu trúc "Pop" gồm hai gói bán dẫn chồng lên nhau.

Bộ nhớ tích hợp nằm tại mảnh bán dẫn phía trên gồm hai thành phần: bộ nhớ NOR dung lượng 64 Mb nằm tại trung tâm ảnh, có màu lục nhạt và bộ nhớ SDRAM nằm bên dưới có dung lượng 512 Mb.

Loại bỏ mảnh bán dẫn phía trên, thành phần chính của chip Digic 4 mới lộ diện. Chip có 64 chân với kích thước mỗi chân khoảng 0,5 mm. Tất cả các chân này đều được nối với mảnh bán dẫn phía trên qua cầu nối bạc tinh khiết.

Bề mặt phía bên kia của chip gồm 7 lớp.

Số cổng nằm trên chip (khu vực tín hiệu điều khiển của một bóng bán dẫn nơi có thể đặt điện áp âm hoặc dương) lên tới con số 18 triệu cổng.

Lớp bán dẫn đóng vai trò bộ nhớ với tổng dung lượng là 2,96 Mb.

Cổng logic có kích thước 49 - 58 nm được quét bởi kính hiển vi điện tử SEM. Chip Digic 4 được sản xuất trên công nghệ 65 nm trong khi Digic 3 sử dụng công nghệ 130 nm đã quá lỗi thời. Tổng diện tích của chip Digic 4 cũng lớn hơn 20% so với Digic 3, tuy nhiên, chỉ rộng bằng nửa do áp dụng kiến trúc PoP.